(57)【要約】【課題】濃度検知センサの簡素化及び、レジ検センサとの共用化を図る。【解決手段】  紙上の濃度を検知するセンサで、べたパッチとハーフトーンパッチの濃度の比を測定する。エンジン内部の濃度センサで濃度検知を行う際にも、べたパッチとハーフトーンパッチを組み合わせて検知し、べたパッチ検知時の反射光量に先述したべたパッチとハーフトーンパッチの濃度の比を乗じたものを、ハーフトーンパッチ検知時の反射光量に含まれる乱反射光量とし、全体の反射光量から差し引くことで、正反射光成分を取り出し、濃度検知を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも像担持体、該像担持体を所定の極性に帯電する帯電手段、該像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現像装置を含むプロセス装置と、
該像担持体に当接する転写回転体とを有し、
前記プロセス装置を制御して、所定の検知パターンを該転写回転体上に形成する検知パターン発生手段と、
該検知パターンを検知する第１の検知手段と、
該第１の検知手段の出力に基づいて画像形成条件を制御する、画像形成条件制御手段と、
転写材に記録された検知パターンを検知する第２の検知手段とを有する画像形成装置において、
該第２の検知手段の出力に基づいて乱反射光量情報を計算し、該乱反射光量情報を格納する乱反射光量情報格納手段を有し、
前記第１の検知手段を用いた濃度検知時に、前記乱反射光量情報に基づいた補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の検知手段が、前記検知パターンに光を照射した際の反射光強度を測定する手段であり、かつ、前記光の照射方向と前記転写回転体面の法線について対称な方向に反射される光を検知することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
有彩色トナーによる検知パターンを検知する際に前記乱反射光量情報に基づいた補正を行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
少なくとも像担持体、該像担持体を所定の極性に帯電する帯電手段、該像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現像装置を含むプロセス装置と、
該像担持体に当接する転写回転体とを有し、
前記プロセス装置を制御して、所定の検知パターンを該転写回転体上に形成する検知パターン発生手段と、
該検知パターンを検知する第１の検知手段と、
該第１の検知手段の出力に基づいて画像形成条件を制御する、画像形成条件制御手段と、
転写材に記録された画像の濃度を検知する第２の検知手段とを有する画像形成装置において、
前記第１の検知手段で検知する検知パターンを、前記第２の検知手段の出力に基づいて決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記転写回転体が転写材搬送部材であることを特徴とする、請求項１ないし４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写材搬送部材がベルト形状であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来画像形成装置としては、電子写真方式・熱転写方式・インクジェット方式等さまざまな方式が用いられている。このうち、電子写真方式を用いたものは高速・高画質・静粛性の点で他の方式より優れており、近年普及してきている。この電子写真においてもさまざまな方式に分かれており、例えば従来良く知られている多重転写方式・中間転写体方式のほかに、感光体表面にカラー像を重ねた後一括転写して像形成を行う多重現像方式、また、複数の異なる色の画像形成手段（プロセスステーション）を直列に配置し、転写ベルトにより搬送された転写材に現像像を転写するインライン方式等がある。このうちインライン方式は、高速化が可能・像転写の回数が少なく画質に有利といった理由で優れた方式である。
【０００３】
図１４にインライン方式の構成を示す。図１４で静電吸着搬送ベルト（以下ＥＴＢ）１は駆動ローラ６・吸着対向ローラ７・テンションローラ８及び９の各ローラにより張架され、矢印で示す方向に回転する。ＥＴＢ１の周面には異なる色のプロセスステーション２０１（ｙｅｌｌｏｗ）・２０２（ｍａｇｅｎｔａ）・２０３（ｃｙａｎ）・２０４（ｂｌａｃｋ）が一列に配置されており、各プロセスステーション内の感光体がＥＴＢ１を介して転写ローラ３に当接されている。また、プロセスステーションの上流には吸着ローラ５が配置され吸着対向ローラ７に当接している。ここで、転写材ｐは吸着ローラ５と吸着対向ローラ７とで形成するニップ部を通過する際にバイアスを印加され、ＥＴＢ１に静電的に吸着され、矢印で示した方向に搬送される。
【０００４】
従来ＥＴＢ１としては、厚さ５０〜２００μｍ、体積抵抗率１０９〜１０１６Ωｃｍ程度のＰＶｄＦ、ＥＴＦＥ、ポリイミド、ＰＥＴ、ポリカーボネート等の樹脂フィルムや、あるいは、厚さ０．５〜２ｍｍ程度の、例えばＥＰＤＭ等のゴムの基層の上に、例えばウレタンゴムにＰＴＦＥなどフッ素樹脂を分散したものを表層として設けたものを用いる。
【０００５】
ここで、画像形成プロセスについて説明する。
【０００６】
まず、プロセスステーション内の画像形成プロセスについて説明する。説明はｙｅｌｌｏｗのプロセスステーションを用いて行うが、他の色のステーションも同様である。
【０００７】
図１５にプロセスステーションの構成を示す。感光体２１１は帯電器２１２によって一様に帯電され、露光光学系２１３により走査光２１４で潜像を形成される。この潜像は現像ローラ２１５によって現像され、感光体２１１上にトナー像が形成される。後に述べる転写プロセスで転写されなかった転写残トナーはクリーニングブレード２１７により掻き落とされ、廃トナー容器２１８に収容される。
【０００８】
次に、転写プロセスについて説明する。
【０００９】
一般的に用いられる反転現像方式において、感光体が例えば負極性のＯＰＣ感光体の場合、露光部を現像する際には負極性トナーが用いられる。したがって、転写ローラ３にはバイアス電源４より正極性の転写バイアスが印加される。ここで、転写ローラとしては低抵抗ローラを用いるのが一般的である。
【００１０】
実際のプリントプロセスにおいては、ＥＴＢ１の移動速度と各プロセスステーションの転写位置間の距離を考慮して、転写材上に形成される各色のトナー像の位置が一致するタイミングでプロセスステーションでの画像形成・転写プロセス・転写材ｐの搬送を行い、転写材ｐがプロセスステーション２０１〜２０４を一度通過する間に転写材上にトナー像が完成される。転写材上にトナー像が完成された後、転写材ｐは従来公知の定着装置１２に通され、転写材ｐ上にトナー像が定着される。
【００１１】
また、画像形成装置を使用する温湿度条件やプロセスステーションの使用度合いにより、画像濃度が変動する。この変動を補正するために、画像濃度の制御が行われる。ここで、この画像濃度制御について説明する。
【００１２】
従来は、画像濃度制御に関しては、感光体上もしくは中間転写体（以下ＩＴＢと称す）やＥＴＢ上に各色の濃度パッチ画像を形成し、これを濃度センサ１３で読み取って、高圧条件やレーザーパワーといったプロセス形成条件にフィードバックする事によって各色の最大濃度、ハーフトーン階調特性を合わせる手段が用いられている。
【００１３】
一般的には濃度検知センサ１３は、濃度パッチを光源で照射し、反射光強度を受光センサで検知する。その反射光強度の信号はＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵで処理され、プロセス形成条件にフィードバックされる。
【００１４】
画像濃度制御は、各色の最大濃度を一定に保つ事（以下Ｄｍａｘ制御と称す）と、ハーフトーンの階調特性を画像信号に対してリニアに保つこと（以下Ｄｈａｌｆ制御と称す）を目的とする。また、Ｄｍａｘ制御は、各色のカラーバランスを一定に保つことと同時に、トナーの載りすぎによる色重ねした文字の飛び散りや、定着不良を防止する意味も大きい。
【００１５】
具体的にＤｍａｘ制御は、画像形成条件を変えて形成した複数の濃度パッチを光学センサで検知し、その結果から所望の最大濃度を得られる条件を計算し、画像形成条件を変更する。ここで、濃度パッチはハーフトーンで形成するのが好ましい場合が多い。その理由は、いわゆるべた画像を検知した場合、トナー量の変化に対するセンサ出力の変化の幅が小さくなってしまい、十分な検知精度が得られないからである。
【００１６】
一方、Ｄｈａｌｆ制御は、電子写真特有の非線形的な入出力特性（γ特性）によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できない事を防止するため、γ特性を打ち消して入出力特性をリニアに保つような画像処理を行う。具体的には、入力画像信号が異なる複数の濃度パッチを光学センサで検知して、入力画像信号と濃度の関係を得、その関係からホストコンピュータからの入力画像信号に対して所望の濃度が出るよう、画像形成装置に入力する画像信号を、画像形成装置のコントローラにより変換する。このＤｈａｌｆ制御はＤｍａｘ制御により画像形成条件を決定した後行うのが一般的である。
【００１７】
ＥＴＢ上に形成された濃度パッチは、クリーニングプロセスによってプロセス装置に静電的に回収される。クリーニングプロセス時には、感光体にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加し、転写部でトナーを感光体にひきつけ、転写残トナーと同様クリーニングブレード２１７で掻き取られる。
【特許文献１】特開２００３−３２４８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
濃度検知センサ１３は濃度パッチを光源で照射し、反射光強度を受光センサで検知するのが一般的であると上述したが、その方式は次の２つの方式に大別される。
・反射光の乱反射成分を検知する方式
・反射光の正反射成分を検知する方式
【００１９】
まず、乱反射成分を検知する方式について詳述する。
【００２０】
乱反射成分とは、色として感じる反射の成分であり、その反射光量は濃度パッチの色材の量、すなわちトナー量の増加に応じて増大する特徴がある（図１６）。また、その反射光は濃度パッチから全方向にまんべんなく拡散することもその特徴である（図１７）。
【００２１】
乱反射成分を検知するタイプの濃度センサは、後述する正反射成分の影響を除くために、図１８に示すように照射角αと受光角βが異なるよう構成される。
【００２２】
ところで、［背景技術］で説明したような複数の感光体を持つインライン方式の画像形成方式を用いる場合、濃度センサの数の低減を図るため感光体上での濃度パッチの形成・検知を行わず、ＥＴＢ上やＩＴＢ上に濃度パッチを形成し、１つの濃度センサで全色の濃度を検知することが考えられる。ところが、転写ベルトや中間転写体は、紙搬送力や中間転写体上での画像安定性を確保するために抵抗値の調整を行う必要があり、そのためカーボンブラックが分散され、転写ベルトや中間転写体は黒色や濃い灰色となることが多い。したがって、ＥＴＢ（ＩＴＢ）上の黒トナーの濃度を検知する場合、濃度パッチからも下地からも光が反射されず、乱反射を検知するタイプの濃度センサでは黒トナーの検知ができない。この問題を解決するために、ＵＳＰ５１０３２６０に開示されているような、有彩色画像の上に黒トナーの濃度パッチを形成し、乱反射成分の減少量を検知することで黒トナーの濃度を検知する方法も考案されている。しかしながら、人間の視覚特性に対して敏感なハイライト領域の検知能力、及び、最大の反射光強度の差による検知精度の観点から、後述する正反射光を検知するタイプの濃度センサを用いる方が望ましい。
【００２３】
次に、反射光の正反射成分を検知する方式について詳述する。
【００２４】
正反射光を検知するタイプのセンサでは、図３に示すように下地面（ＥＴＢ面）の法線に対して照射角αと対象となる方向に反射される光を検知する。この反射光量は、下地（ＥＴＢ）の材質固有の屈折率と表面状態により決まる反射率に依存し、光沢として感じる。この光は、下地上にトナーが存在しない場合に最大となる。下地の上に濃度パッチが形成された場合、図４に示すようにトナーのある部分では下地が隠され反射光が無くなる。したがって、濃度パッチのトナー量と反射光量の関係は図５に示すように、トナー量の増加につれて反射光量は小さくなる。
【００２５】
正反射光を検知するタイプの濃度センサは、トナーからの反射光ではなく、下地からの反射光を主として検知するため、トナー・下地の色によらず濃度検知を行うことができるので、乱反射光を検知するタイプの濃度センサよりも有利である。また、一般的に正反射成分の反射光量は乱反射成分の反射光量よりも大きく、濃度センサの検知精度に関しても正反射光を検知するタイプの濃度センサの方が有利であるので、感光体上で濃度検知を行う場合にも正反射光を検知するタイプの濃度センサを用いるのが望ましい。
【００２６】
ところで、正反射光を検知するタイプの濃度センサでは、使用度合いによって下地の表面状態が変動した場合、反射光量も変動してしまう。そこで、濃度パッチの反射光量を下地の反射光量で規格化した後、濃度情報に変換するなどの補正を行うのが有効である。
【００２７】
しかしながら、正反射光を検知するタイプの濃度センサで有彩色のトナーを検知した場合には問題が生じる。有彩色トナーの濃度パッチに光を照射した場合、トナー量の増加に応じて乱反射光が増加し、その反射光は全方向にまんべんなく拡散されることは前述した。したがって、濃度センサで検知される光は、図６に示すように正反射成分と乱反射成分の和になる。このときのトナー量と反射光量の関係は、図７に示す通り、正反射の特性である細実線と乱反射の特性である破線の和になり、太実線のような負性特性（トナー量がある程度以上増加すると再び反射光量が増加し始める特性）を示す。このため、濃度検知に必要なリニアリティが得られず、濃度検知精度が十分ではなかった。
【００２８】
この問題を解決するために、特開平５−２４９７８７号公報に開示されているような、乱反射を検知する濃度センサもしくは受光素子と正反射を検知する濃度センサもしくは受光素子を併設し、有彩色トナーは乱反射成分、黒トナーは正反射成分で検知する方式、または、特開平６−２５０４８０号公報に開示されているような発光素子と受光素子の前に偏光板を設け、乱反射成分と正反射成分の偏光特性の違いを利用して正反射成分のみを取り出す方式が考案されている。しかしながら、いずれの方式においても濃度センサのコストアップにつながっていた。また有彩色トナーに関して、直接パッチ担持体に形成した濃度パッチと黒トナーの上に形成した濃度パッチをともに検知することで有彩色を正反射成分で検知する方式も考案されているが、濃度検知に要する時間の増大を招いていた。
【００２９】
また、転写紙上に濃度パッチを形成し、その濃度を測定することで濃度制御を行う方式も考案されているが、濃度制御のたびに転写紙を消費してしまうので、すべての濃度制御実行時に行うことは望ましくない。
【００３０】
そこで、本発明の目的は、より簡素な構成／動作の正反射検知タイプの濃度センサで精度よく有彩色トナーの濃度検知を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明によれば、紙上の濃度パッチを検知するセンサ（以後カラーセンサと呼ぶ）とＥＴＢもしくはＩＴＢ上に形成した濃度パッチを検知するセンサ（以後濃度センサと呼ぶ）を併用することで、濃度制御に要する時間の増大および濃度制御時に消費する転写紙の量を最小限に抑えつつ精度よく有彩色トナーの濃度検知を行うことができる。
【００３２】
具体的には、まずカラーセンサにて各色毎にγ特性を測定しその結果を画像形成装置内の記憶領域に格納する。その後の濃度検知には濃度センサのみを使用し、記憶されたγ特性に基づいて濃度センサの検知結果に補正を行うことで、上記の効果を得ることができる。
【００３３】
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【００３４】
（１）少なくとも像担持体、該像担持体を所定の極性に帯電する帯電手段、該像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現像装置を含むプロセス装置と、該像担持体に当接する転写回転体とを有し、前記プロセス装置を制御して、所定の検知パターンを該転写回転体上に形成する検知パターン発生手段と、該検知パターンを検知する第１の検知手段と、該第１の検知手段の出力に基づいて画像形成条件を制御する、画像形成条件制御手段と、転写材に記録された検知パターンを検知する第２の検知手段とを有する画像形成装置において、該第２の検知手段の出力に基づいて乱反射光量情報を計算し、該乱反射光量情報を格納する乱反射光量情報格納手段を有し、前記第１の検知手段を用いた濃度検知時に、前記乱反射光量情報に基づいた補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【００３５】
（２）前記第１の検知手段が、前記検知パターンに光を照射した際の反射光強度を測定する手段であり、かつ、前記光の照射方向と前記転写回転体面の法線について対称な方向に反射される光を検知することを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００３６】
（３）有彩色トナーによる検知パターンを検知する際に前記乱反射光量情報に基づいた補正を行うことを特徴とする前記（１）または（２）記載の画像形成装置。
【００３７】
（４）少なくとも像担持体、該像担持体を所定の極性に帯電する帯電手段、該像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現像装置を含むプロセス装置と、該像担持体に当接する転写回転体とを有し、前記プロセス装置を制御して、所定の検知パターンを該転写回転体上に形成する検知パターン発生手段と、該検知パターンを検知する第１の検知手段と、該第１の検知手段の出力に基づいて画像形成条件を制御する、画像形成条件制御手段と、転写材に記録された画像の濃度を検知する第２の検知手段とを有する画像形成装置において、前記第１の検知手段で検知する検知パターンを、前記第２の検知手段の出力に基づいて決定することを特徴とする画像形成装置。
【００３８】
（５）前記転写回転体が転写材搬送部材であることを特徴とする、前記（１）ないし（４）いずれか記載の画像形成装置。
【００３９】
（６）前記転写材搬送部材がベルト形状であることを特徴とする前記（５）記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００４０】
カラーセンサにて各色毎にγ特性を測定しその結果を画像形成装置内の記憶領域に格納する。その後の濃度検知には濃度センサのみを使用し、記憶されたγ特性に基づいて濃度センサの検知結果に補正を行うことで、濃度制御に要する時間の増大および濃度制御時に消費する転写紙の量を最小限に抑えつつ精度よく有彩色トナーの濃度検知を行うことができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に本発明の実施例について、添付図面に基づき説明を行うが、本発明の実施形態はこれにより限定されるものではない。また、主として発明の特徴部分についてのみ説明を行う。
【実施例１】
【００４２】
図１に本発明の第１実施例の構成を示す。以下この図に基づいて説明を行うが、従来例と同様の構成・作用をするものは同一の番号を付し説明は略す。
【００４３】
本実施例においては、ＥＴＢ１として周長８００ｍｍ、厚さ１００μｍのＰＶｄＦの樹脂フィルムを用いている。また、濃度センサとして図２に示したものを用いている。ここで、この濃度センサについて説明する。
【００４４】
図２に示したように濃度センサ１３は、ＬＥＤなどの発光素子３０１と、フォトダイオードなどの受光素子３０２からなる。発光素子３０１による照射光は、ＥＴＢ１に対し３０°の角度で入射し、検知位置３０３で反射される。受光素子３０２は反射光の照射光と同じ角度で反射された反射光を検知する位置に設けられている。本実施例で使用している濃度センサは、その特性として反射光強度が強くなるほど電圧が高くなる。
【００４５】
この濃度センサ１３で濃度パッチを検知したときに検出される反射光の特性について詳述する。
【００４６】
下地となるＥＴＢ上に照射された光は、図３に示すようにＥＴＢの材質固有の屈折率と表面状態で決まる屈折率に応じて反射され、受光素子で検知される。ここに濃度パッチが形成されるとトナーがある部分の下地が隠され、反射光量が減少する（図４）。したがって、図５に示すように濃度パッチのトナー量増加と共に反射光量は減少し、この減少量を基に濃度パッチの濃度を求める。実際には、ＥＴＢの使用度合いによって下地の表面状態が変動することで反射光量も変動してしまうので、濃度パッチの反射光量を下地の反射光量で規格化した後、濃度情報に変換するのが一般的である。
【００４７】
ところが、有彩色のトナーを検知した場合には問題が生じる。有彩色のトナーに光が照射された場合、色として感じる光が反射される。この反射光は、乱反射光もしくは拡散反射光と呼ばれる。この乱反射光には、色材（＝トナー）量の増加に応じて反射光量も増加する、全方向にまんべんなく拡散される、といった特性がある。
【００４８】
したがって、本実施例で用いる濃度センサで有彩色の濃度パッチを検知した場合に検知される光は、トナー量の増加と共に減少する下地で反射された光と、トナー量の増加と共に増加するトナーにより反射された光の和になり（図６）、トナー量と反射光量の関係は図７の太実線に示したような負性特性をもち、濃度検知に必要なリニアリティを得ることができなかった。
【００４９】
そこで、濃度パッチを検知したときの反射光量中の乱反射成分を取り除き、正反射成分のみを取り出す必要がある。
【００５０】
そこで本実施例では、まずカラーセンサにて紙上に形成されたべた画像を含む階調パターンを各色毎に検知し、その結果を予め用意された変換手段により乱反射成分情報に変換し画像形成装置内の記憶領域に記憶する。その後、通常の濃度制御実行時においては濃度センサのみを使用し、有彩色トナーの検知時には、濃度センサの検知結果から記憶された乱反射情報を差し引くことで、正反射情報を取り出し、濃度制御を行っている。
【００５１】
カラーセンサ１１について説明する。
【００５２】
カラーセンサ１１は定着後の画像の濃度を測定するものであり、定着装置１２の下流側に設置されている（図１）。
【００５３】
図８−１に本実施例で用いているカラーセンサの構成を示す。カラーセンサ１１は、白色ＬＥＤ１１１とＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１１２により構成される。白色ＬＥＤ１１１を定着後のパッチが形成された転写材に対して斜め４５度より入射させ、０度方向への乱反射光強度をＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１１２により検知する。ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１１２の受光部１１３は、図８−２のようにＲＧＢが独立した画素となっている。ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１１２の電荷蓄積型センサは、フォトダイオードでも良い。ＲＧＢの３画素のセットが、数セット並んでいるものでも良い。また、入射角が０度、反射角が４５度の構成でも良い。更には、ＲＧＢ３色が発光するＬＥＤとフィルタ無しセンサにより構成しても良い。
【００５４】
本実施例における濃度検知について具体的に説明する。
【００５５】
まず画像形成装置本体を設置した際に、前述したＤｍａｘ／Ｄｈａｌｆ制御で使用する複数のハーフトーンパッチといわゆるベタ画像のパッチを紙上に印刷し、それらのパッチの濃度をカラーセンサにて測定する。測定された濃度情報は、それぞれのハーフトーン毎にベタ画像との濃度の比が計算される。得られた濃度比情報は予め用意された対応表により、濃度センサで検知を行なった際のハーフトーンとベタ画像の乱反射光量比の情報Ｆｉに変換され、画像形成装置内の記憶領域に格納される。言うまでもないことだが、黒トナーに関しては乱反射が存在せず、乱反射光量比の情報Ｆｉは常に０となる。
【００５６】
次に、通常の濃度検知時には、ＥＴＢ上にハーフトーンとベタ画像の濃度パッチを形成した後濃度センサにて検知を行い、ハーフトーンパッチの反射光量Ｌｉと、ベタ画像の反射光量Ｌｆを測定する。ここで得られた反射光量と記憶された乱反射光量比Ｆｉを用いて、ハーフトーンパッチの反射光量に含まれる正反射光量Ｓｉを計算する。
Ｓｉ＝Ｌｉ-Ｌｆ×Ｆｉ
この計算を検知されたそれぞれのハーフトーンパッチについて行い、それぞれのハーフトーン検知時の正反射光量を計算し、得られた正反射光量を用いてＤｍａｘおよびＤｈａｌｆ制御を行う。
【００５７】
本実施例におけるＤｍａｘ制御の詳細について説明する。
【００５８】
図９に本実施例のＤｍａｘ制御に用いている濃度パッチの構成を示す。図９に示すように濃度パッチは、ハーフトーン部分と、いわゆるべた画像の部分とで構成される。濃度パッチのハーフトーン部分は、図１０に示すような４×４ドットマトリクス中の２×３ドットを塗りつぶしたパターンの繰り返しで構成されている。
【００５９】
まず濃度センサの発光素子をＯＦＦ（光量最小）にしたときのセンサ出力電圧（ｃａｌ）を測定する。濃度パッチ・下地等を測定したときの反射光強度はこのｃａｌの電圧から測定時の出力電圧を差し引いたものと等価になる。
【００６０】
次に下地として、ＥＴＢ表面の反射光量Ｖ０を測定する。
【００６１】
その後ＥＴＢ上に図９に示した濃度パッチを形成し、ハーフトーン部分の出力電圧Ｖｉおよびべた部分の出力電圧Ｖｆｉを測定する。
【００６２】
こうして得られた出力電圧および先述したカラーセンサによる乱反射光量比Ｆｉを用いて、出力の補正および規格化が行われる。具体的には、下記の計算で補正・規格化後のハーフトーン部分の出力Ｕｉを得る。
Ｕｉ＝［（ｃａｌ−Ｖｉ）-（ｃａｌ−Ｖｆｉ）×Ｆｉ］／（ｃａｌ−Ｖ０）
このようにして得られたＵｉは、画像形成装置内部に記憶された濃度換算表によって濃度情報Ｄｉに変換される。
【００６３】
本実施例では以上の動作を画像形成条件（本実施例では現像バイアス）を変えながら５回繰り返し、濃度情報Ｄ１からＤ５を得る。このときＤ１〜Ｄ５の順で濃度が高くなるよう画像形成条件を変えている。これらの濃度情報から、ハーフトーンパッチの濃度が最適値（ここではＤｔと呼ぶ）となる現像バイアスを計算する。
【００６４】
すべてのパッチを検知すると図１１のように現像バイアスと現像バイアスとハーフトーンパッチの濃度の関係が得られる。この中から、ハーフトーンパッチの濃度最適値Ｄｔを挟む２点のパッチを取り出し、その２点で直線補間を行うことにより、ハーフトーンパッチの濃度が最適値Ｄｔとなる現像バイアスを算出する。
【００６５】
以上の操作をすべての色について行い、それぞれの色についてハーフトーンパッチの濃度が最適値となる現像バイアスを算出する。
【００６６】
以上の計算が終了した後、ＥＴＢ上のパッチはプロセスステーションに静電回収され、次の制御もしくは印字工程に備える。
【００６７】
次に本実施例のＤｈａｌｆ制御について説明する。
【００６８】
Ｄｈａｌｆ制御は、電子写真特有の非線形的な入出力特性（γ特性）によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できない事を防止するため、γ特性を打ち消して入出力特性をリニアに保つような画像処理を行う。具体的には、入力画像信号が異なる複数の濃度パッチを光学センサで検知して、入力画像信号と濃度の関係を得、その関係からホストコンピュータからの入力画像信号に対して所望の濃度が出るよう、画像形成装置に入力する画像信号を、画像形成装置のコントローラにより変換する。このＤｈａｌｆ制御はＤｍａｘ制御により画像形成条件を決定した後行う。
【００６９】
図１２に本実施例のＤｈａｌｆ制御に用いている濃度パッチの構成を示す。図１２に示したように、べた画像で形成されたパッチおよび異なる画像信号で形成された８つのハーフトーンパッチで構成されている。
【００７０】
Ｄｈａｌｆ制御においても、Ｄｍａｘ制御と同様の検知および補正・規格化が行われ、濃度情報Ｄｊが得られる。この濃度情報Ｄｊは画像形成装置のコントローラに送られ、コントローラはこの濃度情報を基にγ補正を行う。
【００７１】
以上の計算が終了した後、ＥＴＢ上のパッチはプロセスステーションに静電回収され、次の制御もしくは印字工程に備える。
【００７２】
乱反射情報を差し引く際にハーフトーンとベタ画像の乱反射光量の比を利用する理由について説明する。
【００７３】
濃度センサにおいては、その取りつけ位置及び光源の光量に個体差が生じてしまうのが一般的である。そのため、同じ濃度パッチを検知しても、含まれる乱反射光量の絶対値はセンサによって異なってしまう。従って、乱反射光成分を差し引く際にカラーセンサから得られた情報に従った固定値を差し引いてしまうと、濃度検知の精度上望ましくない。
【００７４】
一方で、ハーフトーンとベタ画像の乱反射光量の比は、濃度センサの取りつけ位置及び光源光量によらず一定である。本実施例ではこのことを利用して、濃度センサの取りつけ位置及び光源光量に関する補正を行っている。
【００７５】
前述したγ特性は、プロセスステーションの個体差によって変動するのが一般的である。そのため、カラーセンサによる紙上の濃度検知は、プロセスステーションの交換毎に行い、乱反射光情報を更新するのが望ましい。
【００７６】
以上のような構成をとることで、濃度制御のたびに紙を消費してしまうことなく、且つ、簡単な構成の濃度センサを用いて精度良く有彩色トナーの濃度制御を行うことができた。また、濃度制御に要する時間の増大も抑えることができた。
【００７７】
本実施例では、ＥＴＢ（搬送ベルト）を用いて説明を行ったが、中間転写ベルトを用いた構成でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【実施例２】
【００７８】
図１３に本発明の第２実施例におけるガンマーテーブルを示す。以下、先の例と同様の構成・作用をするものは同一の番号を付し、説明は略す。
【００７９】
本実施例においても第１実施例と同様、カラーセンサ１１にて紙上に形成されたべた画像を含む階調パターンを各色毎に検知し、その結果を予め用意された変換手段により乱反射成分情報に変換し画像形成装置内の記憶領域に記憶する。その後、通常の濃度制御実行時においては濃度センサのみを使用し、有彩色トナーの検知時には、濃度センサの検知結果から記憶された乱反射情報を差し引くことで、正反射情報を取り出し、濃度制御を行っている。
【００８０】
本実施例においては、カラーセンサにて読み取ったγ特性に基づいて、Ｄｈａｌｆ制御で使用するハーフトーンパターンを決定し、有効なハーフトーンパッチの数を増やすことで、濃度制御の精度を高めることを目的としている。
【００８１】
具体的に説明する。
【００８２】
本実施例においても、まず画像形成装置本体を設置した際に、前述したＤｍａｘ／Ｄｈａｌｆ制御で使用する複数のハーフトーンパッチといわゆるベタ画像のパッチを紙上に印刷し、それらのパッチの濃度をカラーセンサにて測定する。測定された濃度情報は、それぞれのハーフトーン毎にベタ画像との濃度の比が計算される。得られた濃度比情報はあらかじめ用意された対応表により、濃度センサで検知を行った際のハーフトーンとベタ画像の乱反射光量比の情報Ｆｉに変換され、画像形成装置内の記憶領域に格納される。
【００８３】
ところでこのγ特性は、プロセスステーションの個体差により図１３に示したように変動するのが一般的である。図１３において短矢印および＃１〜８は、Ｄｈａｌｆ制御で使用しているハーフトーンパッチの画像信号を示している。
【００８４】
したがって、低濃度部の濃度が出にくいプロセスステーションを使用した場合、Ｄｈａｌｆ制御時に予め設定された画像信号のハーフトーンパッチのみを検知していると、図１３の＃１／＃２のように実際には濃度が出ていないパッチをも検知してしまうことで、有効なデータ数が減り、濃度制御の精度が低下してしまう場合がある。
【００８５】
そこで本実施例においては、カラーセンサにて検知されたハーフトーンパッチのうち濃度がでていないと判断されるものについては、後の通常の濃度制御時には使用せず、代わりに確実に濃度がでていると判断されるパッチに置き換えて実行している。その後のハーフトーンパッチ濃度の計算方法およびＤｍａｘ／Ｄｈａｌｆ制御は、第１実施例と同様である。
【００８６】
このような構成をとることで、濃度制御上無駄な濃度が出ていないハーフトーンパッチを検知することなく、有効なハーフトーンパッチのみを検知することが可能となり、濃度制御精度をより向上させることができた。
【００８７】
本実施例では第１実施例同様、反射光の正反射成分を検知するタイプの濃度センサを用いて説明を行ったが、乱反射成分を検知するタイプの濃度センサを用いた場合でも、本実施例の内容が有効であることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す図
【図２】正反射光を検知するタイプの濃度センサを示す図
【図３】照射光と正反射光の様子を示す図
【図４】ＥＴＢ上にトナーが存在する場合の照射光と正反射光の様子を示す図
【図５】トナー量と正反射光量の関係を示す図
【図６】有彩色トナーを検知した場合の照射光と反射光を示す図
【図７】有彩色トナーを正反射光検知型の濃度センサで検知した場合のトナー量と反射光量の関係を示す図
【図８−１】カラーセンサの構成を示す図
【図８−２】ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサの受光部を示す図
【図９】本発明で用いるＤｍａｘ制御に用いる濃度パッチの構成を示す図
【図１０】本発明で用いるＤｍａｘ制御に用いる濃度パッチのハーフトーン部分の構成を示す図
【図１１】最適現像バイアスの算出方法を示す図
【図１２】本発明で用いるＤｈａｌｆ制御に用いる濃度パッチの構成を示す図
【図１３】本発明の第２実施例におけるガンマーテーブルを示す図
【図１４】インライン方式の構成を示す図
【図１５】プロセスステーションの構成を示す図
【図１６】トナー量と乱反射光量の関係を示す図
【図１７】乱反射光の様子を示す図
【図１８】乱反射光を検知するタイプの濃度センサを示す図
【符号の説明】
【００８９】
１  ＥＴＢ（静電搬送ベルト）
３  転写ローラ
４，１０  バイアス電源
５  吸着ローラ
６  駆動ローラ
７  吸着対向ローラ
８，９  テンションローラ
１１  カラーセンサ
１２  定着装置
１３  濃度センサ
１１１  白色ＬＥＤ
１１２  ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ
１１３  ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサの受光部
２０１〜２０４  プロセスステーション
２１１  感光ドラム
２１２  帯電ローラ
２１３  露光光学装置
２１４  走査光
２１５  現像ローラ
２１６  現像材容器
２１７  クリーニングブレード
２１８  廃現像材容器
３０１  発光素子
３０２  受光素子
３０３  検知位置
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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